Page 26 - 《华中农业大学学报（自然科学版）》2023年5期

第42卷 第5期 华 中 农 业 大 学 学 报 Vol.42 No.5
2023年 9月 Journal of Huazhong Agricultural University Sep. 2023，20~27

1 材料与方法 采用酸度计测定土壤pH，分别采用碱解扩散法、重铬
宫进波，盛建东，汤明尧，等.南疆地区玉米和棉花的氮磷钾肥利用效率及影响因素［J］.华中农业大学学报，2023，42（5）：20⁃27.
DOI：10.13300/j.cnki.hnlkxb.2023.05.003 酸钾外加热法、钼锑抗比色法和火焰光度计法测定
1.1 试验点概况
土壤碱解氮、有机质、有效磷和速效钾的含量。试验
南疆地区玉米和棉花的氮磷钾肥利用效率及影响因素 2021 年，笔者所在团队在南疆地区布设肥料利 点土壤的基础理化性质见表1。
用率田间肥效试验 35 个（玉米 16 个，棉花 19 个），具
选取土壤 pH、有机质、碱解氮、有效磷、速效钾 5
宫进波 ，盛建东 ，汤明尧 ，傅国海 ，唐光木 ，闫翠侠 2 体试验点分布于阿克苏市、库尔勒市、库车市、沙雅 个因子作为肥力评价指标，在第二次全国土壤普查
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1
1，2
4
3
县、温宿县、拜城县、柯坪县、和硕县、阿瓦提县 9个县 分级指标 的基础上，结合相关研究方法 ，使用主
［9］
［8］
1.新疆农业大学资源与环境学院，乌鲁木齐 830052； 2.新疆维吾尔自治区土壤肥料工作站，乌鲁木齐 830009； 市。试验区为温带大陆性荒漠气候，降雨量少，年均 成分分析法计算出各评价指标的权重系数，根据模
3.全国农业技术推广服务中心，北京 100125； 4.新疆农业科学院土壤肥料与农业节水研究所，乌鲁木齐 830091
日照时长为 2 570~4 440 h，年均温度 7.0~14.0 ℃， 糊数学中加乘法原理，加和后即为土壤综合肥力评
全年降水量 25.0~100.0 mm，全年无霜期 180~220 价指数 IFI。表 2 显示，玉米试验区土壤 IFI 值在
摘要 为探究南疆施肥效果以及土壤肥力与肥料利用效率之间的相关性，2021 年，在南疆地区开展 35 个
d。试验地肥力均匀，具有代表性，土壤类型主要为 0.24~0.62，均值为 0.39；棉花试验区土壤 IFI 值在
肥料利用率田间试验（玉米 16 个、棉花 19 个），设置缺素处理（NP、PK、NK）和全肥处理（NPK），分别对玉米、
潮土、棕漠土、灌漠土、风沙土等，质地为壤土或砂壤 0.14~0.90，均值为 0.35。玉米田和棉花田的土壤肥
棉花施用氮、磷、钾肥的产量反应、农学效率、养分积累规律、土壤肥力和施肥对肥料利用效率的影响等开展
针对性研究。结果显示：玉米和棉花的 NPK 处理平均产量分别为 14 020.3 kg/hm 和 6 582.7 kg/hm ，二者的 土。试验前以“S”取样法取耕层 0~20 cm 基础土样， 力大多处于Ⅴ、Ⅳ、Ⅲ水平。
2
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平均农学效率分别为 N 13.0 kg/kg、P 2 O 5 13.3 kg/kg、K 2 O 10.7 kg/kg 和 N 6.1 kg/kg、P 2 O 5 7.6 kg/kg、K 2 O 7.5 表1 试验点土壤基础理化性质
kg/kg，氮、磷、钾肥平均利用率分别为 42.4%、21.2%、54.1% 和 41.7%、18.9%、58.2%，施氮、磷、钾肥分别增产 Table 1 Basic physico-chemical propertie of soil at the test site
30.6%、14.7%、6.5% 和 41.5%、21.1%、13.4%。施肥可显著提高玉米和棉花对氮、磷素的吸收，每形成 100 kg
玉米籽粒需要 N 2.44 kg、P 2 O 5 0.91 kg、K 2 O 2.87 kg，每形成 100 kg 棉花籽棉需要 N 5.37 kg、P 2 O 5 1.67 kg、K 2 O
4.36 kg。玉米磷肥利用率与磷肥施用量呈显著负相关，棉花磷钾肥利用率与磷钾肥施用量也均呈显著负相
关。玉米产量与磷肥施用量呈显著负相关，与土壤有效磷含量又呈显著正相关，南疆地区玉米可能存在一定
的过量施用磷肥问题。玉米、棉花的钾肥利用率与土壤有效磷含量呈显著负相关。土壤 pH 与棉花产量、玉米
的氮磷肥利用率均呈显著负相关。结果表明，南疆地区土壤盐碱化是影响棉花产量及玉米氮、磷肥利用率提
高的主要限制因素之一。
关键词 土壤肥力； 玉米； 棉花； 肥料利用效率； 盐碱耕地治理； 南疆
中图分类号 S562 ； S505 ； S513 文献标识码 A 文章编号 1000-2421（2023）05-0020-08

［4］
玉米、棉花是南疆地区最主要的农作物。2020 量、施肥方法、肥料类型等多种因素的影响 。哈丽
［5］
年，南疆地区玉米产量占新疆玉米总产量的24.55%； 哈什·依巴提等 研究发现，配方施肥对棉花肥料利
［6］
棉花产量占新疆棉花总产量的 38.97%，占全国总产 用率和产量有显著提高。梁涛等 研究表明，高基础 表2 土壤肥力IFI统计描述特征 复，随机区组排列。试验小区以垄向为试验区长边，
［1-2］ ［7］ Table 2 The statistical descripiton of
量的34.03% 。种植玉米、棉花的收益是南疆农民 地力会降低肥料的利用效率。杨小梅等 研究表明 四周设置保护行，单灌单排。
characteristics soil fertility IFI
主要经济来源之一。肥料是农作物的“粮食”，施肥 平衡施肥不仅能提高农作物的产量，还可以提高肥 施肥量的确定基于当地农民的施肥调查，确保
［3］
是农作物高产的关键 。然而，由于农民缺乏科学施 料利用效率，减少环境污染。土壤肥力状况是土壤 代表当地实际施肥水平，供试肥料为尿素（N 46%）、
肥指导，为实现农作物高产，肥料施用量偏高、配比 养分管理和制定平衡施肥方案的重要依据。近年来 重过磷酸钙（P 2 O 5 46%）、硫酸钾（K 2 O 50%）及其他
不合理，导致作物产量不高，资源浪费，肥料利用效 对化肥利用效率的研究大多集中在整合田间试验、 水溶性化肥。同一试验点播种、灌水、化控等完全一
率普遍较低。同时还造成了农产品品质下降、环境 化肥施用量和产量的数据以及研究施肥处理对农作 致，且在同一天完成。生产管理措施与当地常规管
污染等问题。因此，提高肥料利用效率和施肥效益， 物产量、肥料利用效率的影响，但关于土壤肥力与肥 理保持一致。
对促进南疆地区农业可持续发展具有重要意义。 料利用效率之间的关系研究相对较少。 注 Note：IFI≤0.4（Ⅴ级ⅤGrade）， 0.4<IFI≤0.5（Ⅳ级ⅣGrade）， 1.3 植株样品采集与测定
0.5<IFI≤0.6（Ⅲ级ⅢGrade），0.6<IFI≤0.7（Ⅱ级ⅡGrade），IFI﹥
土壤基础肥力水平是影响肥料利用率高低的基 因此，笔者所在团队于南疆地区开展玉米、棉花 按照 NY/T 2911-2016《测土配方施肥技术规
0.7（Ⅰ级ⅠGrade）。
本因子，随着土壤基础地力的提高，农作物对肥料养 肥料利用率的田间试验，研究玉米和棉花的氮磷钾 程》进行取样和样品处理，植株分茎叶和籽粒（籽棉）
1.2 试验设计
分的依赖性变小，在保证农作物产量的前提下可降 肥的利用效率及影响因素，旨在为南疆乃至全疆的 两部分，分别采用凯氏定氮法、钼锑抗比色法和火焰
玉米试验严格按照农业农村部《基于田间试验
低肥料施用量。肥料利用率受到土壤肥力、施肥用 科学合理施肥提供基础数据和技术支撑。 光度计法测定植株的全氮、全磷和全钾。
的三大粮食作物化肥利用率测算规范（试行）》实施， 1.4 相关指标计算
收稿日期：2022 ⁃ 11 ⁃ 07 棉花试验同样参照实施。 磷肥和钾肥计算方法同氮肥。
基金项目：新疆维吾尔自治区重大科技专项（2020A01002-3）；农业农村部化肥减量增效项目（2021年）
试验设置 PK 处理（缺氮）、NK 处理（缺磷）、NP 产量反应、农学效率、养分积累量、肥料利用率
宫进波，E-mail： 3054507885@qq.com
通信作者： 汤明尧，E-mail： 78291308@qq.com 处理（缺钾）、NPK 处理（全肥处理）4 个处理，3 次重 等指标计算公式如下：